不同氮肥运筹和栽培方式下配施钾肥对水稻产量、肥料利用效率及抗倒伏性的影响

摘要

目前我国水稻生产面临着向高产、优质、高效、生态、安全的多元化的目标转型，对水稻生产提出了提高生产效率、减少劳动力成本、节约生产资料的要求。水稻生产上采用机械化的生产方式及合理的肥料施用措施是实现这一目标的有效途径，前人对于水稻机械化生产的特点及肥料合理施用的措施研究较多，但关于钾肥对两者的作用有待继续探索，本研究以杂交籼稻F优498为材料，2014年设氮、钾在不同施用时期配比处理，其中氮肥处理总施氮量(N)为180kg/hm2，基、蘖、促花、保花肥比例分别为:5∶3∶1∶1(N1)、3∶3∶2∶2(N2)、3∶1∶3∶3(N3)、N0（不施氮）4个处理;钾肥处理总施钾量(K2O)为180kg/hm2，基、蘖、促花、保花肥比例10∶0∶0∶0(Ka)、7∶0∶3∶0(Kb)、3∶0∶7∶0(Kc)、K0（不施钾）4个处理，研究了不同时期氮钾配施对杂交籼稻产量形成及氮、钾肥利用效率的影响;2015年设置了机插秧(T1)和手插秧(T2)条件下，不同施钾量（K0-0 kg/hm2，K1-60 kg/hm2，K2-120 kg/hm2，K3-180 kg/hm2和K4-240kg/hm2）试验，研究了不同栽插方式和施钾量对杂交稻产量形成、钾肥利用效率及抗倒伏能力的影响。主要研究结果如下:
　　1、不同时期氮钾配施对水稻产量及其形成的影响
　　不同的氮钾运筹及其互作对水稻实际产量存在显著的互作效应，N1运筹模式下(5∶3∶1∶1)钾肥全部作基肥施用，N2运筹模式下(3∶3∶2∶2)钾肥30％作基肥70％作促花肥施用，N3运筹模式(3∶1∶3∶3)下钾肥70％作为基肥30％作为促花肥施用，产量最佳比各自运筹的平均值分别高出142.2kg/hm2、226.9 kg/hm2、222.7 kg/hm2其中以N3运筹模式下(3∶1∶3∶3)钾肥70％作基肥30％作促花肥施用产量最高。水稻总颖花量、穗粒数和实际产量随着氮肥后移比例的提高而增加，千粒重则与之相反，钾肥运筹对水稻产量的影响主要体现在有效穗和总颖花数上，在不同的氮肥处理中有效穗数均以钾肥70％作为促花肥施用最高，增加后期施钾比例能够提高水稻成穗率。氮肥后移40％和60％处理中总颖花量分别较氮肥后移20％处理提高了7.89％和8.82％;适当减少前期施钾比例有利于拔节期干物质的积累，氮肥后移20％-40％条件下钾肥全部基施处理和氮肥后移60％条件下钾肥30％作促花肥施用能够提高齐穗后干物质积累量和比例;N1条件下(5∶3∶1∶1)，与分次施钾处理相比，钾肥全部作基肥在齐穗期上三叶的LAI和齐穗后剑叶SPAD值表现较低，但其齐穗后剑叶的Pn值（净光合速率）优势显著，产量更高;氮肥后移40％和60％条件下，钾全部作为基肥延缓了齐穗后剑叶SPAD值（叶色值）和Pn值的下降速度，但由于齐穗期上三叶叶面积指数较小，导致其产量低于分次施钾处理。
　　2、不同栽插方式和钾肥水平对产量及其形成的影响
　　手插稻产量较机插提高3.21％，机插稻产量较低的主要原因是穗粒数偏低导致的总颖花量不足，总颖花量较手插稻低8.16％。合理施用钾肥能有效提高机插稻千粒重和结实率进而提高产量，以施钾量为180kg/hm2最佳。相较于手插稻，机插稻在抽穗后剑叶和倒二叶的SPAD值偏低，但其变化相对平稳;机插稻齐穗期叶面积指数较手插稻高7.79％，但齐穗后10d到20d剑叶净光合速率下降幅度以机插稻(21.1％)大于手插稻(19.8％)。施钾较不施钾能稳定剑叶在抽穗后SPAD及齐穗后净光合速率变化。随施钾量的增加机插稻和手插稻叶面积指数均呈现先增后降的趋势，其中机插稻的叶面积指数以施钾量为180 kg/hm2最高为7.89，手插稻以K2处理最高为6.74。机插稻在拔节期、齐穗期干物质重大于手插稻，在成熟期则以手插稻高于机插稻;随施钾量的增加，不同时期各器官干物质重呈现出先增后减的趋势，但施钾水平对各时期机插稻的茎鞘（分蘖）和叶片的影响大于手插稻。相较于手插稻，机插稻在拔节前干物质积累更具优势，而手插稻在齐穗后干物质积累量和积累比例高于机插稻。此外，过高或过低的施钾量均不利于水稻后期茎鞘和叶片干物质的转运，机插稻和手插稻在施钾量为180 kg/hm2的茎鞘干物质转运量和转运比例最大，机插稻和手插稻分别在施钾量为120 kg/hm2、180kg/hm2时叶片转运量和转运比例最高。
　　3、不同时期氮钾配施对氮钾肥吸收、利用效率的影响
　　氮肥后移提高了水稻的产量和植株总吸氮量进而提高了氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率，但氮肥过多后移导致产量的增量小于植株总吸氮的增量;各氮肥运筹中分次施钾均能提高水稻对于钾的吸收，随氮肥后移比例的提高百千克籽粒吸钾量、钾肥生理利用率、总吸钾量先提高后下降。合理的氮钾配施能促进水稻对氮、钾的吸收及肥料吸收效率的提高，不合理的氮钾配施反而会导致水稻对氮素吸收及吸收效率的下降，在N1运筹模式下(5∶3∶1∶1)钾肥全部作为基肥施用，N2运筹模式下(3∶3∶2∶2)钾肥30％作为基肥70％作为促花肥施用，N3运筹模式下钾肥70％作为基肥30％作为促花肥施用肥料生理利用效率最佳。
　　4、不同栽插方式和钾肥水平对钾肥利用效率的影响
　　拔节期机插稻在各器官对氮钾吸收量均显著高于手插稻，但在齐穗期和成熟期两者对氮钾吸收的无显著差异;不同栽插方式下各器官在齐穗期和成熟期对于氮、钾的吸收均表现为随施钾量的增加先增后减;机插稻在各时期获得最高吸氮量的理论施钾量高于手插稻，但各时期获得最高吸钾量的理论施钾量低于手插稻。在肥料转运上机插稻钾素转运显著高于手插稻，不同栽插方式对氮素转运无显著影响;过高或过低的施钾量均不利于氮、钾的转运，齐穗后尚有钾素转运入茎鞘，其中机插稻茎鞘钾素转运在施钾量为120kg/hm2时下达到峰值，而手插稻则在施钾量为180kg/hm2时下到达峰值，即输入茎鞘中的钾素最多。不同栽插方式下提高施钾水平百千克籽粒吸氮量、吸钾量均呈先增加后降低的趋势，均在120kg/hm2达到峰值;施钾较不施钾降低了手插稻的氮、钾素收获指数，但提高了机插稻氮素收获指数。机插稻钾肥农学利用率、钾肥贡献率、钾肥生理利用率均分别比手插稻高出3.1、3.2、3.0倍。从不同的施钾水平来看钾肥贡献率、钾肥吸收利用率均表现为随施钾量的增加先增加后降低;机插稻和手插稻在施钾量为180kg/hm2时对钾肥的利用效率最高，在施钾量为120kg/hm2时对钾肥的吸收利用效率最高，分别较各栽插方式的平均值提高12.7％和11.1％。
　　5、不同栽插方式和钾肥水平对水稻抗倒伏能力的影响
　　手插处理的株高、各基部节间的长度高于机插，手插稻倒伏指数显著低于机插的主要原因在于其节间粗度、干物质充实度、扁平率、钾含量、纤维含量均显著高于机插。不同施钾处理下，机插稻基部节间粗度、干物质充实度、杆型指数、茎鞘密度、纤维含量均以施钾量120-180kg/hm2最高，手插处理则以施钾量180-240kg/hm2最高;机插稻的倒伏指数在施钾量为120kg/hm2时最低，手插稻则以施钾量240kg/hm2抗倒伏能力最佳，说明机插稻在较低施钾量下就可达到提高植株抗倒伏能力的目的。结合产量与抗倒伏性来看，机插稻施钾量以120kg/hm2处理既能降低植株倒伏指数且产量也与最高产量相当，而手插处理则以施钾量在180kg/hm2-240kg/hm2最好。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景及意义

1．2 文献综述

1．2．1 机插稻与手插稻的生长发育差异

1．2．2 氮钾肥及其互作对于水稻产量形成的影响

1．2．3 水稻不同生育期、不同器官对于氮钾肥的吸收

1．2．4 氮钾肥配施对肥料利用的影响

1．2．5 肥料施用与栽培方式对水稻倒伏的影响

1．3 本研究切入点

2 材料及方法

2．1 试验时间与地点

2．2 试验设计

2．2．1 不同氮钾配施对水稻生长及养分吸收的影响(2014年)

2．2．2 不同栽插方式和施钾量对杂交稻抗倒伏能力及产量的影响(2015年)

2．3 主要测定项目与方法

2．3．1 各时期各器官氮钾含量及干物质积累

2．3．2 叶片生理及形态特征的测定

2．3．3 茎秆形态及抗折力的测定

2．3．4 产量及其构成

2．4 数据处理

3 结果与分析

3．1 不同时期氮钾配施对水稻产量构成及其形成的影响

3．1．1 不同时期氮钾配施对水稻产量及其构成因素的影响

3．1．2 不同时期氮钾配施对水稻各时期地上部分干物质积累的影响

3．1．3 不同时期氮钾配施对分蘖和叶面积指数的影响

3．1．4 不同时期氮钾配旋对剑叶光合特征的影响

3．2 不同时期氮钾配施对肥料吸收转运及利用率的影响

3．2．1 不同时期氮钾配施对成熟期各器官氮钾素积累的影响

3．2．2 不同时期氮钾配施对各器官氮钾利用效率的影响

3．3 不同栽插方式和钾肥水平对产量形成的影响

3．3．1 不同栽插方式和钾肥水平对产量及其构成因素的影响

3．3．2 不同栽插方式和钾肥水平对叶片生理及形态特征的影响

3．3．3 不同栽插方式和钾肥水平对各时期干物质积累和转运的影响

3．4 不同栽插方式和钾肥水平对氮钾吸收转运及钾肥利用率的影响

3．4．1 不同栽插方式和钾肥水平对各时期、各器官氮钾素积累的影响

3．4．2 不同栽插方式和钾肥水平对茎鞘和叶片氦钾转运的影响

3．4．3 不同栽插方式和钾肥水平对钾素利用效率的影响

3．5 不同栽插方式和钾肥水平对水稻抗倒伏的影响

3．5．1 不同栽插方式和钾肥水平对植株节间长度及理化形状的影响

3．5．2 不同栽插方式和钾肥水平对植株抗倒性的影响

4 讨论

4．1 产量形成

4．1．1 不同时期氮钾配施及其互作对水稻产量及其构成的影响

4．1．2 不同时期氮钾配施对水稻产量形成的影响

4．1．3 不同栽插方式和钾肥水平对产量及其构成因素的影响

4．1．4 不同栽插方式和钾肥水平对水稻产量形成的影响

4．2 肥料利用率

4．2．1 不同时期氮钾配施对氮钾肥利用效率的影响

4．2．2 不同栽插方式和钾肥水平对钾肥利用效率的影响

4．3 不同栽插方式和钾肥水平对水稻抗倒伏能力的影响

5 结论

6 本研究的创新点

7 本研究存在的问题

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文